激光氧含量分析仪在炼油厂罐区油气回收装置中的应用

宜昌盛达科技

在炼油厂的罐区油气回收工艺中，氧气浓度的准确监测是保障生产安全与能效优化的核心环节。罐顶气缓冲罐中的氧含量过高可能引发瓦斯气危险事故，同时影响下游设备的稳定运行。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）的激光氧含量分析仪，凭借其高精度、抗干扰和非接触式测量等特性，成为该场景下的理想选择。

一、炼油厂罐区油气回收工艺特点

炼油厂罐区通常采用氮封技术维持罐内微正压环境，以抑制油气挥发并确保安全。当罐内压力超过阈值时，罐顶气进入缓冲罐，随后由变频罗茨风机抽送至瓦斯回收管网。这一过程中，氧气可能通过氮封系统或外部泄漏进入气相环境，形成危险性混合气体。

关键控制点：

氧含量阈值控制：罐顶气缓冲罐出口至罗茨风机的管道中，氧浓度需严格限制，以避免瓦斯气危险事故。

联锁保护机制：当氧含量超标时，需触发氮气补充、风机停机及阀门关闭等安全措施，确保下游工艺安全。

二、激光氧含量分析仪的技术原理

激光氧含量分析仪基于TDLAS技术，通过发射特定波长的激光穿透气体，检测氧气分子对激光的选择性吸收强度，进而计算氧浓度。其核心优势包括：

抗背景气体干扰：通过窄带激光光谱技术，仅响应氧气分子吸收峰，消除烃类、水蒸气等复杂背景气体的影响。

高灵敏与快速响应：检测精度高，响应速度快，满足实时动态监测需求。

适应复杂工况：耐受高温、高粉尘及腐蚀性气体环境，性能稳定。

激光氧分析仪通常安装在罐顶气缓冲罐至罗茨风机的输气管道旁路中，旁路设计既保证测量代表性，又避免直接接触高压或高流速气体对仪器的冲击。

激光氧含量分析仪在炼油厂罐区油气回收装置中的应用，显著提升了氧浓度监测的准确性与工艺安全性。随着TDLAS技术的持续优化，未来该设备有望在更广泛的石化场景（如码头油气回收、油田伴生气处理）中推广，为行业绿色化、智能化发展提供关键技术支撑。

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宜昌盛达科技 发表于 2025-5-30 11:15
激光氧含量分析仪在炼油厂罐区油气回收装置中的应用在炼油厂的罐区油气回收工艺中，氧气浓度的准确监测是保 ...

1 激光氧分析仪选型要点
针对炼油厂罐区工况，建议重点关注以下选型参数：
1.1 量程范围：建议0-5%VOL（最低检测限需达到50ppm）
1.2 防护等级：至少IP65（防尘防水）并配备防爆认证
1.3 伴热系统：需集成60-80℃伴热管线（防止重组分冷凝）

2 典型安装方案
2.1 取样点位置：优先选择缓冲罐出口管段直管段（满足前5D后3D的安装要求，D为管径）
2.2 旁路系统设计：
- 采用316SS材质旁路管
- 设置双球阀隔离
- 配备陶瓷过滤器（精度5μm）
2.3 校准接口：预留标准气接入端口（建议采用N2零点气和2%O2量程气）

3 日常维护关键项
3.1 每周检查：
- 过滤器压差（超过50kPa需更换）
- 激光窗口清洁度（使用无尘棉签清洁）
3.2 季度维护：
- 标定验证（漂移超过±1%FS需重新标定）
- 光学镜片吹扫系统测试
3.3 年度检修：
- 更换全套密封件
- 光路对准校准

4 故障处理指南
4.1 信号衰减：
- 检查光路污染（常见油雾积聚）
- 验证吹扫氮气压力（需维持0.3-0.5MPa）
4.2 数据漂移：
- 排查取样系统泄漏（建议做氦检漏）
- 确认仪表温度稳定性（环境温度变化应＜5℃/h）
4.3 通讯中断：
- 优先检查接线端子氧化情况
- 测试4-20mA回路阻抗（正常值≤500Ω）

5 安全联锁优化建议
5.1 设置两级报警：
- 一级报警值1.5%VOL（预警）
- 二级报警值2%VOL（联锁动作）
5.2 联锁响应时间：
- 从检测到信号至执行机构动作应≤3秒
5.3 建议增加：
- 氧含量趋势预测算法（提前10秒预警）
- 与氮封系统形成PID调节回路

特别提醒：在硫回收单元应用时，需注意H2S对激光波长1537nm的潜在干扰，建议加装前级碱洗塔。实际应用中遇到过因硫磺堵塞取样管线导致测量延迟的案例，可通过提高伴热温度至90℃预防。   

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